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光柵色散型光譜成像儀的原理介紹

發布時間:2024-07-12
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色散型光譜成像儀利用特定的色散元件,也叫作分光元件,在連續譜段上得到同一目標的直接光譜。一般常見的色散元件包括棱鏡和光柵。本文對光柵色散型光譜成像儀的原理做了介紹。

色散型光譜成像儀利用特定的色散元件,也叫作分光元件,在連續譜段上得到同一目標的直接光譜。一般常見的色散元件包括棱鏡和光柵。本文對光柵色散型光譜成像儀的原理做了介紹。

高光譜成像儀


光柵色敝型光譜成像儀的光學結構和棱鏡色散型光譜成像儀類似,只不過色散元件是衍射光柵。下圖表示光柵色散型光譜成像儀的成像原理,此類光譜成像儀由部分組成,分別是指向鏡、望遠鏡物鏡、狹縫、準直鏡、光柵、成像鏡和探測器。

光柵色散型光譜成像儀成像方式

光柵光譜儀的基本參數是:波長范圍、色散、分辨本領和自由光譜范圍。

1.波長范圍:對于每臺儀器來說,都有一光譜區間的極限寬度△λ,在此寬度內還可能觀察到分離的極大值和極小值,此范圍即光譜儀的波長范圍。衍射光柵的波長范圍為:

衍射光柵的波長范圍

λ表示波長;△λ表示相鄰的另一波長與該波長的差:k2表示第二波長的光柵光譜的級數,此級上兩波長的光譜線重合。

2.色散:光柵色散一般用光柵的角色散表示,它不僅與光柵常數有關,還隨光譜級而不同。光柵的角色散為:

光柵的角色散

k表示主最大的級次;(a+b)=d,稱為光柵常數;θ為出現主最大的方向。

3.分辨本領:

分辨本領

N表示光柵窄縫數。

4.自由光譜范圍:

當波長差較大時,光柵光譜儀可能發生重級現象,即λ的第m+1級與λ+△λ的第m級重疊:(m+1)λ=m(λ+△λ),則有:△λ=λ/m。在以光譜范圍內不會發生重級現象,稱△λ為自由光譜范圍。

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